Alloy 600 표면에 레이저 빔을 이용하여 Ni, Cr 흔합분말 및 순수 Cr 분말로 표면합금층을 만들었다. 표면 합금층은 모재와 정합계면를 이루고 있으며 레이저 표면용용 시편에서와 같이 크게 면선단 응고부와 셀룰라 응고부로 나눌 수 있고, 모재에는 레이저 처리과정에서 생긴 수십 $\mu\textrm{m}$ 두께의 열영향 부위가 존재하였다. 그리고 합금층 내부에는 레이저 표면 용용된 시편과 달리 구형의 커다란 기공(pores)이 존재하였다. 레이저 표면 합금층에서 합금원소의 조성 분포를 조사하기 위해 레이저 처리된 시편에 대해 WDX 분석을 하였고, 합금층 내부에 Ni, Cr, Fe 원소의 조성 분포는 매우 균일하였다.
Effects of thermal resistance of mold during freezing processes have been investigated. Saturated liquid is chosen to present one-dimensional quasi-steady solution and this solution is compared with numerical solutions. Front tracking finite element method has been applied for the numerical solutions. Results show that mold should be considered as well as phase change material except the cases when the very thin mold with relatively high thermal conductivity is used.
Transport process during solidification of an AI-CU alloy in a vertical annular mold of which inner wall is cooled is numerically simulated. A model which can take account of local density dependence on the solute concentration is established and incorperated in the analysis. Results show that thermally and solutally induced convections are developed in sequence, so that there is little interaction between them. Thermal convection effectively removes the initial superheat from the melt and vanishes as solidification proceeds from the cooling wall. On the other hand, solutal convection which is developed later over the meshy and the pure liquid regions leads to large-scale redistribution of the consituents. The degree of the initial superheating hardly affects overall solidification behavior except the early stage of the process, when the cooling rate is kept constant. Macrosegregation is reduced remarkably with increasing cooling rate, because not only the liquidus interface advances so quickly that time available for the solute transport is not enough, but also the interdendritic flow is strongly damped by rapid crystal growth within the mushy region.
The solidification process of Al 4.5%Cu alloy is numerically studied in the presence of contact resistance between mold and cast. Natural convection is considered in the liquid and mushy regions. The porosity approach is applied to the mushy zone modeling and linear variation of the solid fraction on the temperature is assumed. Results show that the mushy region is wider in the case with a contact resistance compared to the perfect contact condition. The temperature of the cast with a temporal variation in the contact heat transfer coefficient changes very rapidly in the early stage of the casting process compared to that with constant contact heat transfer coefficient.
An attempt is made to develop a kind of hybrid numerical method for computations of the thermal stresses during a solidification process. In this algorithm, the phase-change heat transfer analysis is perrformed by a finite volume method(FVM) and the thermal stress analysis in a solidifying body by a finite element method(FEM). The temperatures at the grid points calculated in the heat transfer analysis are transferred to those of gauss points in elements by a bi-cubic surface patch technique for the thermal stress analysis. A hyperbolic-sine constitutive law is used to prescribe the inelastic strain rate of material. Results for the unidirectional solidification process of a pure aluminum are compared with those of others and shows good agreement.
본 연구에서는 기존 고압주조법의 해결과제인 고속충진 시 혼입되는 금형 cavity 내부의 유해 gas에 의한 gas porosity를 제어하기 위한 고속 사출 전 진공시스템 설계와 응고과정에서 발생되는 응고수축에 의한 shrinkage를 효과적으로 제어하기 위한 국부가압 스퀴즈의 조합시스템의 설계로 최적의 기계적 성질을 갖는 부품을 제조할 수 있는 공법을 개발하였다. 또한 개발된 신공법으로 자동차용 고내마모성 요구부품인 Reaction Shaft Support에 기존의 주철제를 대체하는 Al-15wt.%Si 과공정합금을 적용하여 시제품을 제조하였으며, 기존의 공법과 비교한 결과, 내부 porosity가 없는 미세하고 균일한 공정 및 초정 Si의 미세조직을 얻을 수 있었고, 기계적 특성평가에서도 매우 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
가스터빈엔진의 고온 부품은 초내열 합금 재료를 이용하며, 냉각설계 적용으로 형상이 복잡하여 정밀 주조 과정을 거치게 된다. 터빈 부품에 주로 적용이 되는 일방향 응고 및 단결정 재료는 제조 과정에서 결정립 성장 방향이 설계와 다르게 섭동을 가지게 되며, 이는 각 방향에 대한 재료 상수의 섭동을 유발하여 응력 분포의 변화와 함께 피로 수명에 큰 산포를 야기하게 된다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료 노즐에 대하여 결정립 성장 방향의 섭동에 대한 구조 건전성의 영향을 저주기 피로 수명을 통해 확인하여, 향후 제작 허용값에 대한 제안 및 좀 더 정교한 통계적 접근이 필요함을 확인하고자 한다. 이를 위해 복합 열전달 해석을 통해 금속 온도 분포를 계산하고 이를 근거로 구조 해석 및 저주기 피로 수명을 계산하였다.
일방향응고법으로 IN792+Hf 초내열합금의 응고속도에 따른 응고거동의 변화에 대해 연구하였다. 조직관찰을 통해 각 상의 응고과정과 석출거동을 분석하였다 일방향응고시 응고속도가 감소하면 문자형의 탄화물은 면상 탄화물로 변화하였고 ${\gamma}$상과 탄화물의 결합은 탄화물의 수지상 성장에 의한 것임을 확인할 수 있었다. 긴 막대형상의 탄화물이 0.5$\mu\textrm{m}$/s의 응고속도에서 입계를 따라 형성되었으며 잔류액상지역에서 ${\gamma}$'형성원소가 풍부한 구역과 고갈된 구역이 발견되었다. 공정 ${\gamma}$/${\gamma}$'은 형성원소가 풍부한 구역에서 핵생성하였으며 공정 ${\gamma}$/${\gamma}$'의 형성은 잔류액상지역의 (Ti+Hf+Ta+W)/Al 비율을 높여 η상의 석출을 유발하였다. 느린 응고속도에서는 잔류액상지역으로부터의 충분한 역확산으로 (Ti+Hf+Ta+W)/Al 비율이 낮아져 η상의 석출이 억제되었다.
혈전탄성검사(혈전탄성검사, thomboelastography)는 혈전 생성 전 과정에 대한 신속한 정보를 제공해 주는 유용한 측정 방법 중의 하나이며, 많은 수술 과정에서 발생하는 혈액응고 장애의 진단을 용이하게 함으로써 적절한 치료를 가능케 한다. 최근, 단백질분해효소 억제제인 아프로티닌에 의해 심폐바이패스 후의 혈액응고 장애에 의한 출혈 문제가 많이 해결되었지만,그 지혈 작용 기전은 아직 정확히 알려져 있지 않다. 이 연구 는 개심술을 시행 받은 환자들에서 아프로티닌이 심폐바이패스에 의한 혈액응고 체계 변화에 미치는 효과를 혈전탄성검사로 분석하기위하여 시행하였다 20세 이상 성인 개심슬 환자 40명을 2개의 군으로 나누어 시행하였다. 대조군(남 10명, 여8명, 평균연령 53.4세)은 심폐기 충전액에 아프로티닌을 투여하지 않았고, 아프로티닌군(남 14명, 여 8명, 평균연령 50.8세) 은 심폐기 충전액에 아프로티닌 2백만 KIU(kallikrein inhibition unit)를 투여하였다. 이 들을 대상으로, 심폐바 이패스 전, 후( 프로타민에 의한 헤파린 효과 중화 30분 후)에 혈전탄성검사와, 활성응고시간, 프로트롬빈시 간, 활성부분트롬보플라스틴시간, 혈소 \ulcorner수, 섬유소원과 섬유소용해물질 농도 등 일반적인 혈액응고 검사들 을 시행하였다. 일반적인 혈액응고 검사상에서는, 두 군간에는 섬유소용해물질이 대조군에서 심폐바이패스 후 아프로티닌 군 보다 의미 있게 증가한 것(p<0.05)을 제외하고는 차이가 발견되지 않았다. 혈전탄성검사에서는 혈전형성 시간(K)과 $알파각(\alpha^{\circ})이$ 두 군 모두에서 심폐바이패스 후에 각각 증가 및 감소하였으나(p<0.05), 섬유소용해 지수(LYS60)는 차이가 없었다. 아프로티닌군에서는, 반응시간(R)은 심폐바이패스 후에 감소하였으나(p<0.09) 혈전강도최대치(h4A)는 변화가 없었다. 반면 대조군에서는, 반응시간은 변화가 없었으나 혈전강도최대치는 의미 있게 감소하였다(p<0.05). . 이상의 결과로부터, 심폐바이패스 시 혈액응고 체계의 주된 변화는 혈소판 기능 저하에 의한 혈전 강도의 저하이고, 과도한 섬유소용해의 증가는 일어나지 않으며, 아프로티닌은 심폐바이패스 후의 혈액응고 체계에 서 초기에는 항혈액응고 작용을 갖지만, 심폐바이패스에 의한 혈소판 기능의 저하를 억제하여, 일단.혈전이 형성되기 시작하면 혈전강도를 심폐바이패스 전 상태로 유지하는 효과를 갖는다고 \ulcorner각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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